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CNC系統由哪幾部分組成?各有什麽作用?

1.計算機數控系統的組成

計算機數控系統(Computer Numerical Control)簡稱CNC系統,它由零件加工程序,輸入輸出設備,CNC裝置,可編程序控制器,主軸驅動裝置和進給驅動裝置等組成。

CNC系統的核心是CNC裝置。因為采用了計算機,使過去許多難以實現的功能通過軟件來實現,使CNC裝置的性能和可靠性不斷提高,成本不斷下降,具有優越的性能價格比。

2.計算機數控系統的工作過程

(1)CNC裝置的組成

CNC裝置由硬件和軟件組成,軟件在硬件的支持下運行,離開軟件,硬件便無法工作,兩者缺壹不可。軟件包括管理軟件和控制軟件兩大類。管理軟件由輸入程序、I/O處理程序、顯示程序和診斷程序等組成。控制軟件由譯碼程序、刀具補償計算程序、速度控制程序、插補運算程序和位置控制程序等組成,

CNC裝置的硬件結構 微處理器(CPU)負責運算及對整個系統進行控制和管理。可編程只讀存儲器(EPROM)和隨機存儲器(ROM)用於儲存系統軟件和零件加工程序以及運算的中間結果等。輸入輸出接口供系統與外部進行信息交換。MDI/CRT接口完成手動數據輸入並將信息顯示在CRT上。位置控制部分是CNC裝置的重要組成部分,它通過速度控制單元,驅使進給電機輸出功率和扭矩,實現進給運動。

(2)CNC裝置的工作過程

CNC裝置的工作是在硬件的支持下執行軟件的全過程,機床的邏輯功能信息是在CNC裝置中經譯碼處理後,在機床邏輯控制軟件的控制下,通過壹些順序執行電器送往機床強電部分,去執行機床的強電功能。零件加工程序的坐標控制信息經譯碼後,通過軌跡計算和速度計算傳送給插補工作寄存器,由插補產生的運動指令提供給伺服電動機,去控制機床坐標軸的運動。

3.CNC裝置可執行的功能

CNC裝置中使用了計算機,用存放在存儲器中的軟件來實現部分或全部數控功能,這就為豐富數控功能創造條件,也有利於數控機床進入FMS和CIMS。

CNC裝置的功能壹般包括基本功能和選擇功能。基本功能是CNC系統必備的數控功能,選擇功能是供用戶根據機床特點和工作途徑進行選擇的功能。

(1)基本功能

①控制功能

控制功能主要反映了CNC系統能夠同時控制的軸數(即聯動軸數)。控制軸有移動軸和回轉軸,有基本軸和附加軸。如數控車床壹般為兩個聯動軸(X軸和Z軸),數控銑床和加工中心壹般需要三個或三個以上的控制軸。控制軸數越多, CNC系統就越復雜。

②準備功能

準備功能(G功能)是指定機床動作方式的功能,由指令G和它後面的兩位數字表示。ISO標準中,G代碼有100種,從G00~G99,主要有基本移動(G00,G01,G02,G03),程序暫停(G04)等。

③插補功能

插補功能指CNC裝置可以實現插補加工線型的能力,如直線插補、圓弧插補和其它壹些線型的插補,甚至多次曲線和多坐標插補的能力。

④進給功能

進給功能包括切削進給、同步進給、快速進給、進給倍率等。它反映了刀具的進給速度,壹般用F代碼後的數字直接指定各軸的進給速度,如F200表示進給速度為200mm/min。最大進給速度反映了CNC系統運算速度的大小,最新型的CNC系統允許采用100m/s的速度進行加工。

⑤刀具功能

刀具功能用來選擇刀具,用T代碼和它後面的2位或4位數字表示。

⑥主軸功能

主軸功能是指定主軸速度的功能,用S代碼指定。主軸的轉向用M03(正向)和M04(反向)指定。

⑦輔助功能

輔助功能也稱M功能。用來規定主軸的啟停和轉向,冷卻液的接通和斷開,刀具的更換,工件的夾緊和松開等。

⑧字符顯示功能

CNC系統可通過軟件和接口在CRT顯示器上實現字符顯示,如顯示程序、參數、各種補償量、坐標位置和故障信息等。

⑨自診斷功能

CNC系統有各種診斷程序,可以防止故障的發生和擴大。在故障出現後可迅速查明故障的類型和部位,減少因故障引起的停機時間。

⑩補償功能及固定循環功能

CNC系統具備補償功能,對加工過程中由於刀具磨損或更換而造成的誤差,以及機械傳動的絲杠螺距誤差和反向間隙所引起的加工誤差等予以補償。CNC系統的存儲器中存放著刀具長度或半徑的相應補償量,加工時按補償量重新計算刀具的運動軌跡和坐標尺寸,從而加工出符合要求的零件。

固定循環功能指CNC裝置為常見的加工工藝所編制的,可以多次循環加工的功能。用數控機床加工零件時,壹些典型的加工工序,如鉆孔、攻絲、鏜孔、深孔鉆削等,所完成的動作循環十分典型,將這些典型動作預先編好程序並存在存儲器中,用G代碼進行指定。固定循環中的G代碼所指定的動作程序,要比壹般G代碼所指定的動作要多得多,因此使用固定循環功能,可以大大簡化程序編制。

(2)選擇功能

①圖形顯示功能

CNC裝置可配置9英寸單色或14英寸彩色CRT,通過軟件和接口實現字符和圖形顯示。可以顯示程序、參數、各種補償量、坐標位置、故障信息、人機對話界面、零件圖形、動態刀具軌跡等。

②通信功能

CNC系統通常具備RS-232C接口,有的還備有DNC接口,設有緩沖存儲器,可以按文本格式輸入,也可按二進制格式輸入,進行高速傳輸。有些CNC系統還能進入工廠通信網絡,以適應FMS和CIMS的要求。

③人機對話編程功能

有些數控系統帶有人機對話編程功能,它不但有助於編制復雜零件的加工程序,而且可以方便編程。如圖形編程,只要輸入圖樣上簡單的表示幾何尺寸的命令,就能自動生成加工程序;對話式編程可根據引導圖和說明進行編程,並具有工序、刀具、切削條件等自動選擇的智能功能;用戶宏編程也可以使初步受過CNC訓練的人能很快地進行編程。

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